因为反应具有非常高的活性,经由单电子(SET)过程的有机催化转化反应得到了快速发展。近日,康奈尔大学的林松、Tristan H. Lambert等通过光和电协同作用,实现了生成具有超高还原电势的自由基物种(-3.2 V vs SCE),这种自由基能够有效的还原具有较高还原电势的各种底物(-1.9 ~-2.9 V)。作者发现在卤代苯反应经由这种策略得到的芳基自由基在多种合成过程中有反应活性,比如芳基硼酸酯、芳基锡烷、联芳基产物等。
要点1. 作者通过将双氰基蒽(DCA)在阴极还原形成了还原性较弱的中间体DCA·-,随后经过光激发策略实现将中间体进一步激发,生成了具有超高还原性的中间体(DCA·-)*。(DCA·-)*的还原电势高达-3.2 V,并且寿命为13.5 ns,能够有效的对一些反应物进行还原反应。通过UVVIS对DCA和电还原得到的DCA·-进行表征。
要点2. 使用对氯苯乙酸乙酯(还原电位:-2.9 V)作为底物,探索了DCA的光电作用实现硼基化反应的情况。优化了反应参数,发现该反应能在蓝光(15 W LED)和Zn(+)/C(-)电极的3.2 V电池中反应,得到硼基化产物。反应中加入5 mol %的DCA,20 mol %吡啶,2倍量的B2Pin2,0.15 M TBAPF6电解质,0.1 M MeCN,实现了90 %的收率。对底物进行了拓展,对缺电子的芳基有较高的收率,对富电子的芳基有较低的收率。Br取代的反应物比Cl取代的反应物有更高的收率。
要点3. 对氯代芳基原料的锡化反应进行探索。使用六甲基二锡作为锡化试剂,实现了34 %~91 %的收率。通过循环伏安方法测试了DCA/ DCA·-氧化还原性质,对该反应的机理给出了可能的机理。
Hyunwoo Kim, et al. Reductive Electrophotocatalysis: Merging Electricity and Light To Achieve Extreme Reduction Potentials. J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 5, 2087-2092.
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b10678
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